به گزارش مجله خبری نگار به نقل از سرویس مطبوعاتی موسسه فیزیک و فناوری مسکو، دانشمندان این سیستم را برای ایجاد نانومواد «هوشمند» که برای درمان دقیق تومورها و بیماریها استفاده میشوند، تطبیق دادهاند.
ماکسیم نیکیتین، رئیس آزمایشگاه نانوبیوتکنولوژی این موسسه، توضیح داد: «مشکل اصلی در مبارزه با اکثر بیماریهای مهم اجتماعی، فقط نابودی سلولهای بدخیم نیست. این سلولها، به دلیل نیازشان به تقسیم کنترلنشده، در واقع آسیبپذیرتر از سلولهای طبیعی هستند. مشکل دقیقاً در تخریب انتخابی آنها نهفته است، زیرا لازم است تا حد امکان کمترین آسیب به سلولها و بافتهای سالم اطراف وارد شود.»
برای حل این مشکل، محققان بیش از ۱۰ سال است که روی توسعه نانومواد «هوشمند» مبتنی بر مولکولهای زیستی مختلف، از جمله پروتئینها، DNA و RNA، کار میکنند که قادر به خواندن سیگنالها از محیط اطراف و انجام اقدامات خاص در پاسخ به این محرکها باشند. در سال ۲۰۱۴، دانشمندان توانستند آنالوگهایی از دروازههای منطقی، سادهترین واحدهای محاسباتی مبتنی بر مولکولهای پروتئین، ایجاد کنند.
همانطور که محققان توضیح میدهند، این «رایانههای مولکولی» میتوانند برای تشخیص مجموعهای خاص از نشانگرهای زیستی مرتبط با پیشرفت بیماری و تخریب دقیق سلولهایی که «امضای مولکولی» آنها با مجموعهای از ویژگیهای مشخصه تومور یا قسمتهای آسیبدیده یک اندام مطابقت دارد، مورد استفاده قرار گیرند.
برای تحقق این ایده، دانشمندان روسی نانوساختارهای چندلایه DNA ایجاد کردند که قادرند شکل خود را بسته به مجموعه سیگنالهای موجود در محیط اطراف یا درون سلول تغییر دهند.
در غیاب این سیگنالها، این ساختارها غیرفعال میمانند و عملاً برای سلولها و بافتهای سالم اطراف در بدن بیضرر هستند. طی ۱۰ سال کار، محققان مجموعهای از رشتههای DNA را ایجاد کردهاند که قادر به انجام چهار عمل منطقی اصلی - "بله"، "خیر"، "یا" و "و" - در یک نانوذره واحد هستند و این عملیات منطقی را قادر میسازند تا برای حل وظایف با هر پیچیدگی مورد استفاده قرار گیرند.
دانشمندان با موفقیت عملکرد این نانوساختارهای «هوشمند» را در آزمایشهایی روی کشتهای سلولی چندین نوع سلول سرطانی آزمایش کردهاند. در آینده، میتوان از آنها نه تنها برای مبارزه با سرطان، بلکه برای تشخیص بیماریهای مزمن و همچنین برای مطالعه عملکردها و خواص مولکولهای کوتاه DNA و RNA موجود در جریان خون انسانها و حیوانات به مقدار زیاد استفاده کرد.